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科学家首次用机械子宫,让哺乳动物胚胎在体外存活6天

泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2021-03-22 09:44 出处:网络
真实胚胎的发育过程,你见过吗? 不仅能看见心脏的跳动, 真实胚胎的发育过程,你见过吗? 还能随时观察胚胎一点点变化的过程:其实,这些胚胎的发育,都是在人造子宫中完成的。来自以色列的科学家们,首次用人造子

真实胚胎的发育过程,你见过吗?

不仅能看见心脏的跳动,

真实胚胎的发育过程,你见过吗?

还能随时观察胚胎一点点变化的过程:

其实,这些胚胎的发育,都是在人造子宫中完成的。

来自以色列的科学家们,首次用人造子宫,将完整小鼠胚胎从受精卵形成后第5天起,培育了6天,相当于达到了人类的胎儿阶段。

在这一过程中,小鼠的所有器官发育指标都正常,研究登上Nature。

而且,他们现在已经能够“从零开始”,在人造子宫内培育小鼠受精卵了。

这是怎么做到的?

耗时7年,做出人造子宫

这一人造子宫,耗时7年打造,其中包含恒温箱、营养物质和通风系统。

首先,研究人员会将人类脐带血清,添加到玻璃小瓶中。

然后,

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将小鼠胚胎放置在玻璃小瓶内。

这些瓶子会被连在一个轮子上,轮子会缓慢旋转,避免胚胎附着在玻璃瓶子上。

因为,一旦不小心附着在瓶身上,胚胎就会发生变形,直接死亡。

接下来,科学家们会将恒温箱与通风系统相连,让通风设备泵入气体混合物,为胚胎提供氧气和二氧化碳,并合理控制气体浓度、压力和流量。

研究人员表示,这能迫使氧气进入细胞,加速胚胎中血液系统和器官系统的工作。

但目前,研究人员最多只能在人造子宫中将这些小鼠胚胎培养至第11天(完整妊娠期约20天),类似于人类的胎儿阶段。

在这之后,

真实胚胎的发育过程,你见过吗?

小鼠胚胎会变得太大,以至于缺乏胎盘所能提供的自然血液供应、且氧气无法通过,最终死亡。

这也是研究人员计划克服的下一个障碍。

他们计划采用营养液或人工血液,让胚胎继续存活下去。

目前,利用这种方法,他们已经成功培育了1000多个小鼠胚胎。

在进行这项研究的过程中,研究人员还向正在发育的小鼠胚胎中加入了毒素、染料、病毒和人类细胞,观察实验结果。

进行这一系列研究的目的,是观察到胚胎完整的发育过程。

此前,

真实胚胎的发育过程,你见过吗?

科学家们要想研究胚胎,只能不断从动物子宫中取出,像“拍快照”一样观察发育过程。

现在,他们可以直接在人造子宫中,对胚胎进行培育、观察。

加州理工学院的生物工程教授Magdalena Zernicka-Goetz表示:“这项工作,为研究实验小鼠的模型,打开了一扇新时代的大门。”

这项研究,对于流产、受精卵移植等研究都有帮助;此外,也有助于研究基因突变或缺失,会如何影响胎儿发育。

下一步:人类

不过,这些以色列科学家表示,他们的下一个研究对象也许是人类胚胎。

当然,他们还面临一个规则的束缚。

涉及人体胚胎研究,

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有一个国际公认的14天规则——全球科学家们同意,不允许人类胚胎在实验室中发育超过两周。

这是因为,在两周后,胚胎将开始进行细胞分化、长出头部。

但部分胚胎科学家认为,14天太短,限制了他们的研究。

这项的通讯作者Jacob Hanna就表示:“我们进行人类胚胎研究时,只能从人工流产的胚胎(胎儿)上获取人体组织。”

否则,用试管婴儿的方式培养出的胚胎,不到两周就得被破坏。

“既然如此,为什么不能等它长到40天左右,再进行处理呢?”

Hanna表示,如果确实涉及到伦理上的问题,也可以对人类胚胎进行改造,使其无法充分发育。

他认为,

真实胚胎的发育过程,你见过吗?

进一步研究人体胚胎,对于胚胎医学来说,将会是一个重大的进步。

其中一个应用方向,就是培养胚胎中原始器官的细胞,并用于器官移植。

不过,他也坚称,科学家们不会尝试用这种方式来完成“怀孕”的过程,何况这在大多数国家都是被禁止的。

作者介绍

两位共同一作,均来自位于以色列的魏茨曼科学研究所。

论文一作Alejandro Aguilera Castrejon,生命科学博士在读,主要研究方向是表观遗传重编程和多能干细胞。

共同一作Bernardo Oldak,博士,与Alejandro Aguilera Castrejon同属于Jacob Hanna的分子遗传学小组。

通讯作者Jacob H。 Hanna,

真实胚胎的发育过程,你见过吗?

魏茨曼科学研究所的分子遗传学教授。

Jacob Hanna的主要研究方向,是胚胎干细胞生物学、早期胚胎发育和人类疾病模型。

论文地址:https://.nature/articles/s41586-021-03416-3

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